2022年高考物理复习夯实核心素养静电场素养提升练（原卷版）

8.7静电场素养提升练1.如图所示，质量为m、电荷量为Q的带电小球A用绝缘细线悬挂于O点，另一个电荷量也为Q的带电小球B固定于O点的正下方，已知绳长OA为2l，O到B点的距离为l，平衡时A、B带电小球处于同一高度，已知重力加速度为g，静电力常量为k，则(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．A、B间库仑力大小为学科网（北京）股份有限公司 B．A、B间库仑力大小为2mgC．细线拉力大小为mg学科网（北京）股份有限公司 D．细线拉力大小为学科网（北京）股份有限公司 2.利用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素，如图1所示，平行板电容器的极板A与一静电计相接，极板B接地，若极板B稍向上移动一点，由观察到的静电计的指针变化，得出平行板电容器的电容变小的结论，其依据是(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．两极板间的电压不变，静电计指针张角变大B．两极板间的电压不变，静电计指针张角变小C．极板上的电荷量几乎不变，静电计指针张角变小学科网（北京）股份有限公司 D．极板上的电荷量几乎不变，静电计指针张角变大3.空间某区域有一沿x轴对称分布的电场，其电场强度E随坐标x变化的图像如图所示，x0和－x0为x轴上对称的两点。现将一电子从x0处由静止释放后沿学科网（北京）股份有限公司 x轴负方向运动，到达－x0处时速度刚好为0。下列说法正确的是(　　)A．x0处的电场强度大于－x0处的电场强度学科网（北京）股份有限公司 B．x0处的电势小于－x0处的电势C．电子在x0处的电势能等于－x0处的电势能D．电子先做匀加速运动后做匀减速运动学科网（北京）股份有限公司 4.如图所示，正方形ABCD的对角线相交于O点，两个等量同种正电荷分别固定在A、C两点，则(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．B、D两处电势、电场强度均相同B．B、D两处电势、电场强度均不相同学科网（北京）股份有限公司 C．若在B点静止释放一电子，电子一定在B、D间往复运动，且加速度先减小后增大D．若在B点给电子一垂直于纸面且合适的速度，电子可绕O点做匀速圆周运动学科网（北京）股份有限公司 5.如图所示，实线表示某电场的电场线(方向未标出)，虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为φM、φN，粒子在M和N时加速度大小分别为aM、aN，速度大小分别为vM、vN，电势能分别为EpM、EpN.下列判断正确的是(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．vM＜vN，aM＜aNB．vM＜vN，φM＜φNC．φM＜φN，EpM＜EpND．aM＜aN，EpM＜EpN学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 6.光滑水平地面上，A、B两物体质量都为m，A以速度v向右运动，B原来静止，其左端有一水平轻质弹簧，如图所示，当A撞上弹簧，弹簧被压缩到最短时(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．A、B系统总动量为2mvB．A的动量变为零C．B的动量达到最大值学科网（北京）股份有限公司 D．A、B的速度相等学科网（北京）股份有限公司 7.如图所示，在水平向右的匀强电场中，一根不可伸长的绝缘细绳一端固定在O点，另一端拴一个质量为m、所带电荷量为q的小球，把细绳拉到竖直状态，小球从最低点A由静止释放后沿圆弧运动，当细绳刚好水平时，小球到达位置B且速度恰好为零。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．小球最终将静止在B点B．小球运动到B点时，细绳的拉力为0学科网（北京）股份有限公司 C．匀强电场的电场强度大小为D．在此过程中，小球的电势能一直增加学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 8.如图，区域Ⅰ、Ⅱ有两个相邻的竖直匀强电场，方向相反，竖直虚线为电场边界，区域Ⅱ的电场强度是区域Ⅰ的2倍．带电粒子以某初速度从A点在纸面内垂直左边界进入区域Ⅰ，经过一段时间后，从区域Ⅱ右边界上的B点(未画出)垂直电场方向穿出，粒子重力不计，则(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．粒子从A点运动到B点电场力一直做正功B．A、B两点的连线与电场线垂直C．粒子在A、B两点处动能相等学科网（北京）股份有限公司 D．粒子穿过两电场区域时间相等9.如图所示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速度地飘入电场方向水平向右的加速电场E1，之后进入电场方向竖直向下的匀强电场E2发生偏转，最后打在屏上。整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多学科网（北京）股份有限公司 B．三种粒子打到屏上时的速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 10.如图，同一平面内的a、b、c、d四点处于匀强电场中，电场方向与此平面平行，M为a、c连线的中点，N为b、d连线的中点。一电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，其电势能减小W1；若该粒子从c点移动到d点，其电势能减小W2。下列说法正确的是(　　)学科网（北京）股份有限公司 A．此匀强电场的电场强度方向一定与a、b两点连线平行学科网（北京）股份有限公司 B．若该粒子从M点移动到N点，则电场力做功一定为C．若c、d之间的距离为L，则该电场的电场强度大小一定为D．若W1＝W2，则a、M两点之间的电势差一定等于b、N学科网（北京）股份有限公司 两点之间的电势差11.如图甲所示，两平行金属板MN、PQ的板长和板间距离相等，板间存在如图乙所示的随时间周期性变化的电场，电场方向与两板垂直，不计重力的带电粒子沿板间中线垂直于电场方向源源不断地射入电场，粒子射入电场时的初动能均为Ek0。已知t学科网（北京）股份有限公司 ＝0时刻射入电场的粒子刚好沿上板右边缘垂直于电场方向射出电场，则(　　)A．所有粒子最终都垂直于电场方向射出电场学科网（北京）股份有限公司 B．t＝0之后射入电场的粒子有可能会打到极板上C．所有粒子在经过电场过程中最大动能都不可能超过2Ek0D．若入射速度加倍成2v0，则粒子从电场出射时的侧向位移与速度为v0学科网（北京）股份有限公司 时相比必定减半12.学科网（北京）股份有限公司 如图所示，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知(　　)A．Q点的电势比P点高学科网（北京）股份有限公司 B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小学科网（北京）股份有限公司 13.电荷的定向移动形成电流，电流表示单位时间内通过导体横截面的电荷量，即I＝，电流传感器可以像电流表一样测量电流，并且可以和计算机相连，画出电流与时间的变化图像。图甲是用电流传感器观察充、放电过程的实验电路图，学科网（北京）股份有限公司 图中电源的电压为6V。先使开关S与1接通，待充电完成后，再使开关S与2接通，电容器通过电阻放电。电流传感器将电流信息传入计算机，显示出电流随时间变化的I－t学科网（北京）股份有限公司 图像，如图乙所示。(1)下列说法正确的是________。A．电容器充电的过程中，负电荷由电源的正极移动到电容器的正极板学科网（北京）股份有限公司 B．电容器充电的过程中，电路的电流不断增大C．电容器放电的过程中，电容器两极板间的电场强度不断变小D．电容器放电的过程中，学科网（北京）股份有限公司 电容器把储存的电能转化为电路中其他形式的能量(2)乙图中图线与两坐标轴所包围面积的物理意义是_____________。(3)若充电完成后，电容器所带的电荷量为3.04×10－3C，学科网（北京）股份有限公司 则该电容器的电容为________μF(保留3位有效数字)。14.如图所示，在E＝103V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝0.4m，N为半圆形轨道最低点，一带负电且电荷量q＝10－4C的小滑块，质量m＝0.01kg，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧d＝1.5m的M学科网（北京）股份有限公司 处，若给小滑块一个水平向左的初速度v0，小滑块恰能通过半圆形轨道的最高点Q.取g＝10m/s2，求：(1)小滑块的初速度大小v0；学科网（北京）股份有限公司 (2)小滑块通过Q点后落回水平轨道时落点S距N的水平距离x.学科网（北京）股份有限公司 15.如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°，不计重力。求A、B两点间的电势差。学科网（北京）股份有限公司 16.如图所示，长为L的不可伸长绝缘细线一端悬于O点，另一端系一质量为m的带电小球，将该装置放在水平向右电场强度为E的匀强电场中，小球在A点静止时细线与竖直方向成37°角。(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)重力加速度为g。学科网（北京）股份有限公司 (1)画出小球在A点静止时的受力示意图；学科网（北京）股份有限公司 (2)计算小球所带电荷量并判断小球所带电荷的电性；(3)若保持细线处于绷紧状态，将小球向右拉，直至细线与电场线平行。由静止释放，求小球运动到最低点时细线的拉力大小。学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 17.2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场(初速度忽略不计)，A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为m，电荷量为Ze，其中Z是正整数，e是元电荷。(1)若引擎获得的推力为F1，则单位时间内飘入A、B间的正离子数目N学科网（北京）股份有限公司 为多少？(2)加速正离子束所消耗的功率P不同时，引擎获得的推力F也不同，试推导的表达式；学科网（北京）股份有限公司 (3)为提高能量的转换效率，要使尽量大，请提出增大的三条建议。学科网（北京）股份有限公司 18.竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图(a)所示．t＝0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)；当A返回到倾斜轨道上的P点(图中未标出)时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止．物块A运动的v－t图象如图(b)所示，图中的v1和t1均为未知量．已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力．学科网（北京）股份有限公司 (1)求物块B的质量；(2)在图(b)所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功．学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司